微生物与包括小型底栖动物在内的所有生物体密切互作。小型底栖动物即长度为 38 m–1 mm 的微型真核生物。微生物影响多种后生动物的发育、生命周期和进化。小型底栖动物及其微生物组共同构成的整体被称为全生物体（holobiont），支撑着生物地球化学循环并驱动有机质分解。然而，我们对小型底栖动物微生物组生态和进化动态的认识仍然有限，这通常归因于低分辨率的 16S rRNA 测序调查，因为该方法无法准确划分细菌类群。单个标本全生物体测序能够通过以下两种方式克服宏条形码测序方法的局限性：1）生成宿主微生物组的宏基因组组装基因组（MAGs）；2）获取宿主单拷贝基因（SCGs），以通过系统发育分析确认宿主生物的身份。然而，大多数用于组装宏基因组数据集的生物信息学流程，都是针对高复杂度的沉积物或土壤样品微生物群落组装而开发的（因此无法用于宿主基因组的组装），依赖共组装方法（会导致细菌类群菌株水平的基因组信息发生塌缩），并且专注于对原核生物或真核生物类群进行分箱。因此，当前迫切需要一种能够对宿主基因组及其微生物组进行双重分析的计算工作流程。在本研究中，我们开发了 MeioBIOME，这是一种模块化的 Snakemake 流程，用于对从单独测序的微型后生动物中获得的全生物体宏基因组进行可重复分析。我们分析了公开可用的单个标本宏基因组学数据集，以展示 MeioBIOME 的实用性，并获得宿主相关共生体的 MAGs 及宿主 SCGs。此外，我们还整合了当前最先进的分箱算法，这些算法 geschniegelt生成的 MAGs 数量超过 DOE 联合基因组研究所（JGI）的宏基因组分析流程。我们预计，MeioBIOME 将通过生成高质量的宿主基因组浅层测序数据（用于构建有充分支持的宿主系统发育树），以及从单个样本中获取与宿主相关的原核生物 MAGs，促进对系统发育共生现象的研究。
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MeioBIOME：用于并行分析小型底栖动物基因组及宿主相关细菌/古菌的 Snakemake 工作流
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https://doi.org/10.64898/2026.07.23.740139
Alejandro De Santiago
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hbik{at}uga.edu
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摘要
微生物与包括小型底栖动物在内的所有生物都存在密切互作；小型底栖动物是指体长为 38 μm–1 mm 的微生物型真核生物，并且微生物会影响多种后生动物的发育、生活史和进化。小型底栖动物及其微生物组共同构成全生物体（holobiont），支撑生物地球化学循环并驱动有机质分解。然而，我们对小型底栖动物微生物组生态和进化动态的认识仍然有限，这通常归因于低分辨率的 16S rRNA 调查，因为此类调查无法准确区分细菌类群。单个标本的全生物体测序能够通过以下两种方式克服宏条形码方法的局限：1）生成宿主微生物组的宏基因组组装基因组（MAGs）；2）回收宿主单拷贝基因（SCGs），以通过系统发育分析确认宿主生物的身份。然而，
大多数用于组装宏基因组数据集的生物信息学流程，都是针对高复杂度微生物群落（来源于混合沉积物或土壤样本）的组装而开发的（且不能用于宿主基因组的组装），依赖于联合组装方法（该方法会压缩细菌类群在菌株水平上的基因组信息），并且侧重于对原核生物类群或真核生物类群进行分箱。因此，当前亟需一种能够对宿主基因组及其微生物组进行双重分析的计算工作流程。在此，我们开发了 MeioBIOME，这是一种模块化的 Snakemake 流程，用于对从单独测序的微生物后生动物中获得的全生物体宏基因组进行可重复分析。我们分析了公开可用的单个标本宏基因组数据集，以展示 MeioBIOME 的实用性，并回收了宿主相关共生体的宏基因组组装基因组（MAGs）和宿主单拷贝基因（SCGs）。此外，我们整合了先进的分箱算法，其生成的 MAGs 数量多于美国能源部联合基因组研究所的宏基因组流程。我们预计，MeioBIOME 将通过生成高质量的宿主基因组草图（用于构建具有充分支持的宿主系统发育树）以及从单个标本中获得的宿主相关原核生物 MAGs，促进系统发育共生关系的研究。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://github.com/BikLab/meioBIOME-metagenomics
资助者信息声明
戈登和贝蒂·摩尔基金会
，水生系统共生倡议，资助编号 #9326
美国国家科学基金会
美国国家科学基金会
，南极计划资助项目（OPP-2132641）
佐治亚大学研究基金会
美国国立卫生研究院
，1T32GM142623
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 展示该预印本的许可。
永久保存的预印本。
其依据
CC-BY 4.0 国际许可协议
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发布于2026年7月24日。
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2026.07.23.740139；
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关键词：全生物体宏基因组学 · 小型底栖动物 · 宿主相关微生物组 · 宏基因组组装基因组 · Snakemake工作流 · 系统发育分析
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.23.740139v1?rss=1